用于在具有束减速的离子注入器中进行束角度调整的系统和方法技术方案

离子注入系统(110)使用质量分析器(126)来进行质量分析和角度校正。离子源沿束路径产生离子束(124)。质量分析器放置在离子源的下游，所述质量分析器对离子束执行质量分析和角度校正。位于孔径组件(133)内的分辨孔径(134)位于质量分析器部件的下游并位于束路径上。分辨孔径具有根据所选择的质量分辨率以及离子束的束包络的尺寸和形状。角度测量系统(156)位于分辨孔径的下游并获得离子束的入射角值。控制系统(154)根据来自角度测量系统的离子束的入射角值导出针对质量分析器的磁场调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在具有束减速的离子注入器中进行束角度调整的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2014年12月26日递交的题为“SYSTEMSANDMETHODSFORBEAMANGLEADJUSTMENTINIONIMPLANTERSWITHBEAMDECELERATION”的美国临时申请No.62/096,961的优先权，其全部内容通过引用的方式而完全并入。
本专利技术一般地涉及离子注入系统，并更具体地涉及用于在离子注入系统中执行束角度调整的系统和方法。
技术介绍
在半导体器件的制造中，离子注入被用于向半导体掺杂杂质或掺杂剂。离子束注入器被用于使用离子束对半导体晶圆进行处理，以在集成电路的制造期间产生n型或p型非本征材料掺杂或者形成钝化层。当被用于掺杂半导体时，离子束注入器将所选择的非本征种类注入以产生期望的半导体材料。注入从诸如锑、砷或磷的源材料所产生的离子导致“n型”非本征材料晶圆，而如果需要“p型”非本征材料晶圆，则可以注入利用诸如硼或铟的源材料所产生的离子。典型离子束注入器包括用于从可电离源材料产生带正电的离子的离子源。所产生的离子形成束并沿预定的束路径引导至注入站。离子束注入器可以包括：在离子源和注入站之间延伸的束形成和成形(beamformingandshaping)结构。束形成和成形结构保持离子束，并界定束前往注入站所通过的细长内腔或通道。当操作注入器时，该通道可以是真空的，以降低离子由于与气体分子碰撞而从预定束路径偏离的可能性。针对不同质量(或电荷质量比)的粒子，在磁场中具有给定动能的带电粒子的轨道将不同。因此，所提取的离子束中在通过恒定磁场之后到达半导体晶圆或其它目标物中的期望区域的部分变得纯净，原因在于具有不期望分子重量的离子被偏转到远离束的位置，并可以避免不期望的材料的注入。选择性分离具有期望电荷质量比与不期望电荷质量比的离子的过程被称为质量分析。质量分析器通常使用质量分析磁体来创建偶极子磁场，用于在拱形通道中经由磁性偏转来偏转离子束中的各种离子，这将有效地分离具有不同电荷质量比的离子。针对一些离子注入系统，束的物理尺寸小于目标工件，因此在一个或多个方向上对该束进行扫描，以充分覆盖目标工件的表面。通常，基于静电或基于磁性的扫描仪在快速方向上扫描离子束，而机械器件在慢速扫描方向上移动目标工件，以提供足够的覆盖。此后，离子束指向保持目标工件的目标端台。位于离子束内的离子注入目标工件中，这就是离子注入。离子注入的一个重要特征在于：穿过目标工件(例如，半导体晶圆)表面的离子通量的角度分布是均匀的。离子束的角度内容通过垂直结构(例如，光刻胶掩模或CMOS晶体管栅极)下的晶体隧道效应或遮蔽效应来限定注入属性。离子束的不均匀角度分布或角度内容会导致不受控和/或不期望的注入属性。有时会在实施偏转减速透镜时使用角度校正，以防止能量污染的风险。能量污染可以被视为具有不期望的能量(其通常高于期望的能量)的离子的内容，导致工件中的不合适的掺杂剂布置，这会进一步造成不期望的器件性能，或甚至是器件损坏。能够使用束诊断设备来测量离子束的角度内容。从而，能够使用测量数据来调整离子束的角度特征。然而，传统方式会增加离子注入系统的复杂性，并以不期望的方式增加离子束沿其行进的路径的长度。
技术实现思路
以下呈现了本专利技术的简单概括以便提供对本专利技术的一些方面的基本理解。本概要并不是本专利技术的详细综述，也不意在指出本专利技术的关键/重要元素，可非勾画本专利技术的范围。而是，
技术实现思路
的目的是以简化形式呈现本专利技术的一些构思，作为稍后呈现的更详细描述的前言。本专利技术的方面通过执行角度调整来促进离子注入，而不在离子注入系统中新增附加部件。所述方面在离子注入期间使用质量分析器来执行所选择的角度调整，而不使用单独和/或附加部件。根据本专利技术的一个方面，一种离子注入系统使用质量分析器来进行质量分析和角度校正。离子源沿束路径产生离子束。质量分析器放置在离子源的下游，所述质量分析器对离子束执行质量分析和角度校正。位于孔径组件内的分辨孔径位于质量分析器部件的下游并位于束路径上。分辨孔径具有根据所选择的质量分辨率以及离子束的束包络的尺寸和形状。此外，偏转元件被配置为在质量分析器的下游提供离子束的可选择减速，以选择性地提供后减速(postdecel)操作模式和漂移操作模式。例如，在后减速模式中，提供后减速电极，以在质量分析器之后选择性地降低离子束的能量。在漂移模式中，不在质量分析器之后改变离子束的能量。角度测量系统还位于分辨孔径的下游并获得离子束的入射角值。控制系统根据来自角度测量系统的离子束的入射角值导出针对质量分析器的磁场调整。本专利技术还公开了其它系统和方法。以下描述和附图详细阐述了本专利技术的特定说明性方面和实施方式。然而，这些指示可以使用本专利技术原理的各种方式中的仅一些方式。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个方面的示例离子注入系统。图2是示出了根据本专利技术的一个方面的离子注入系统的示意图，其使用质量分析器进行质量分析及角度校正。图3A是根据本专利技术的一个方面的离子注入系统的一部分的视图，其中离子束沿基本或额定路径行进。图3B是根据本专利技术的一个方面的离子注入系统的一部分的视图，其中离子束沿改变路径行进。图3C是根据本专利技术的一个方面的离子注入系统的一部分的另一视图，其中离子束沿改变路径行进。图4是根据本专利技术的一个方面的分辨孔径组件的侧视图。图5是根据本专利技术的一个方面调整注入角度的方法的流程图。具体实施方式现在将参考附图来描述本专利技术，其中所有附图中的类似的附图标记用于表示类似元件，并且图中所示的结构不必按比例绘制。本专利技术的方面促进使用质量分析器来执行角度校正/调整以及质量分析的离子注入。结果，可以对注入角度进行角度校正，而不需要沿束线的附加部件。图1示出了根据本专利技术的一个方面的示例离子注入系统110。系统110仅用于解释的目的，并且应理解的是，本专利技术的方面并不限于所描述的离子注入系统，并且也可以使用具有各种配置的其它合适离子注入系统。系统110具有端子112、束线组件114和端台(endstation)116。终端112包括由高压电源122供电的离子源120，离子源产生离子束124并将离子束124引导至束线组件104。离子源120产生带电离子，带电离子被提取并形成为离子束124，离子束124沿束线组件114中的束路径引导至端台116。为产生离子，要被离子化的掺杂剂材料的气体(未示出)位于离子源120的产生腔室121内。例如，可以例如将掺杂剂气体从气体源(未示出)馈送至腔室121中。除电源122之外，还将理解的是，任何数量的合适机制(其均未示出)可用于激励离子产生腔室121内的自由电子，例如RF或微波激励源、电子束注入源、电磁源和/或可以在腔室内产生弧形放电的阴极。激励的电子与掺杂剂气体分子碰撞，并因此产生离子。典型地，产生了正离子，但是本文中的公开适用的系统中也会产生负离子。在该示例中，离子由离子提取组件123经由腔室121中的狭缝118可控地提取。离子提取组件123包括多个提取和/或抑制电极125。例如，提取组件123可以包括分离的提取电源(未示出)，用于偏置提取和/或抑制电极125以使来自产生腔室121的离子加速。可以理解的是，因为离子束124包括带同种电的粒子，束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子注入系统，包括：离子源，从该离子源提取离子束；分析器磁体，被配置为对所提取的束进行质量分析并沿第一轴和第二轴之一选择性地输出经质量分析的束，所述第一轴和工件在额定入射角处相交，所述第二轴和所述工件在调整入射角处相交，其中，所述调整入射角与所述额定入射角不同；偏转元件，被配置为在漂移模式和减速模式之一中沿所述第二轴来选择性地偏转所述经质量分析的束；可移动的质量分辨狭缝，用于引导所述离子束；以及端台，被配置为支撑要被注入来自所述经质量分析的束的离子的工件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.26 US 62/096,9611.一种离子注入系统，包括：离子源，从该离子源提取离子束；分析器磁体，被配置为对所提取的束进行质量分析并沿第一轴和第二轴之一选择性地输出经质量分析的束，所述第一轴和工件在额定入射角处相交，所述第二轴和所述工件在调整入射角处相交，其中，所述调整入射角与所述额定入射角不同；偏转元件，被配置为在漂移模式和减速模式之一中沿所述第二轴来选择性地偏转所述经质量分析的束；可移动的质量分辨狭缝，用于引导所述离子束；以及端台，被配置为支撑要被注入来自所述经质量分析的束的离子的工件。2.根据权利要求1所述的系统，其中，孔径组件还包括：分辨板，包括所述多个不同的分辨孔径：以及致动器，可操作地耦接到所述分辨板，并被配置为基于所选择的束包络和选择的质量分辨率中的一个或多个将所述多个不同分辨孔径之一定位在所述质量分析器的出口束路径中。3.根据权利要求1所述的系统，还包括：控制系统，被配置为根据选择的束包络和选择的质量分辨率中的一个或多个来控制所述致动器。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述角度调整为零。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述角度调整为非零。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：聚焦部件，定位在所述质量分析器的下游以及所述孔径组件的上游，所述聚焦部件导致所述离子束会聚。7.根据权利要求1所述的系统，还包括：角度检测器，被配置为确认相对于工件的束入射角；以及控制系统，被配置为基于经确认的束入射角来改变与所述质量分析器相关联的磁场，由此产生所述角度调整。8.根据权利要求1所述的系统，还包括：角度测量系统，位于所述孔径组件下游，获得所述离子束的入射角值；以及控制系统，根据来自所述角度测量系统的所述离子束的入射角值导出所述质量分析器的磁场调整。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯·范德伯格，爱德华·艾伊斯勒，
申请(专利权)人：艾克塞利斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US